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1、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件之一,它承受復(fù)雜、交變的沖擊載荷,是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)、分析方法的簡(jiǎn)化難以滿足實(shí)際的需要,而多體動(dòng)力學(xué)和有限元法的發(fā)展使得精確地分析曲軸動(dòng)力學(xué)響應(yīng)問(wèn)題成為可能。 本文探討用數(shù)字樣機(jī)技術(shù),通過(guò)多體動(dòng)力學(xué)仿真手段和有限元分析對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸力學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要的研究工作概括如下: (1)結(jié)合現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用理論,系統(tǒng)介紹了現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程的重要技術(shù)--數(shù)字樣機(jī)技術(shù);介紹了
2、應(yīng)用數(shù)字樣機(jī)技術(shù)開(kāi)展曲軸系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究的主要流程。 (2)在對(duì)曲軸強(qiáng)度的研究中,應(yīng)用ADAMS軟件,建立曲軸連桿和機(jī)體模型,進(jìn)行了基于數(shù)字樣機(jī)技術(shù)的曲軸系的動(dòng)力學(xué)分析,模擬了曲軸的實(shí)際工作狀況,得到曲軸的主軸頸及連桿軸頸受力情況,從而為進(jìn)一步研究分析曲軸強(qiáng)度奠定了基礎(chǔ)。 (3)應(yīng)用Pro/E軟件建立曲軸的三維實(shí)體模型,通過(guò)Pro/E與ANSYS的接口將其轉(zhuǎn)換成ANSYS有限元模型,對(duì)曲軸進(jìn)行網(wǎng)格劃分和邊界條件的施加,進(jìn)行
3、了基于有限元方法的曲軸靜態(tài)強(qiáng)度分析,分析了曲軸的變形和應(yīng)力狀態(tài),并完成了曲軸的疲勞強(qiáng)度計(jì)算,結(jié)果表明,該曲軸的強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)和運(yùn)行工況的要求。 (4)基于上述有限元模型對(duì)曲軸進(jìn)行模態(tài)分析,計(jì)算了曲軸前6階自由振動(dòng)模態(tài),分析了模態(tài)的振型及固有頻率。通過(guò)模態(tài)實(shí)驗(yàn)和有限元計(jì)算相結(jié)合的方法來(lái)驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)表明,有限元計(jì)算模態(tài)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果吻合較好,表明曲軸有限元模型在一定頻率范圍內(nèi)能較好地表征各自物理模型的動(dòng)態(tài)特性。曲軸
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